Studijoms.lt

Referatai, konspektai

Pirmasis sraigtasparnis VS-300

Autorius: Ieva

Pirmasis sraigtasparnis VS-300

Igoris Sikorskis sraigtasparnių projektavimu ir statyba susidomėjo pirmame XX amžiaus dešimtmetyje. Savo pirmąjį sraigtasparnį pastatė 1909 metais. Su 18 kV „Anzani“ varikliu jis negalėjo pakilti nuo žemės. Antrasis sraigtasparnis pastatytas 1910 metais – jis vos galėjo pakilti pats. Suprasdamas, kad jam neužtenka žinių iškilusių problemų sprendimui konstruktorius grįžo prie lėktuvų.

1939 metais jis tapo kompanijos „Vought-Sikorsky“ techniniu direktoriumi. Tada jis pradėjo naujo sraigtasparnio statybą. Pradžioje projektas nesisekė. Po eilės bandymų jis sukūrė bandomąjį pavyzdį „Sikorsky VS-300“.

Sraigtasparnio VS-300 kūrimas parsidėjo nuo stendinių bandymų. Buvo naudojami du stendai: viename bandomi nešantieji sraigtai, kitame – valdymo sistemos. Pirmasis – tai vežimėlis su pastatytu jame varikliu, kuris suko nešantįjį sraigtą. Antrasis stendas – pakabintas piloto krėslas, sujungtas su trimis vairavimo sraigtais, kurie imitavo sraigtasparnio judesius. Sėdėdamas šiame krėsle Igoris Sikorskis ir kiti tyrinėtojai įgijo pilotavimo įgūdžius. Darbas vyko lėtai. Tik 1939 metų kovo mėnesį, kai Sikorskis pasiekė įtikinančius rezultatus, koncerno valdyba leido ruošti brėžinius. Sraigtasparnio statyba prasidėjo liepos mėnesį. Brėžinių kiekis buvo minimalus – valdymo sistema ir įvorė. Kitų dalių ir detalių gamyba buvo vykdoma tiesiog vietoje pagal žodinius nurodymus.
Dėl galimų pakeitimų suprastinimo ir detalių pakeitimo eksperimentinio sraigtasparnio konstrukcija buvo labai paprasta. 1939 metų pabaigoje „Vout-Sikorsky“ VS-300 (S-46) statyba buvo baigta. Numeris 300 atspindėjo „Čans Vout“ firmoje priimtą triženklę projektų numeraciją. Jis taip pat reiškė trečią Sikorskio sraigtasparnį, įskaitant du „rusiškus“.

VS-300 išvaizda buvo primityvi. Fermų fiuzeliažas nebuvo dengtas. Lakūnas sėdėjo prieš variklį, atvirame mažame krėsle. Pradžioje buvo naudojamas nedidelis 65 a.g. „Lycoming“ variklis. Trimentis trijų guolių sraigtas buvo sukamas kaištinių diržų pagalba. Galinis vienos mentės sraigtas buvo įrengtas ant ilgo balkio iš lakštinio plieno. Keturi laisvai besisukiojantys važiuoklės ratai buvo išdėstyti rombu.
Pirmojo nešančio sraigto bandymo metu aparatas patyrė stiprų drebėjimą. Tai atsitiko dėl mašinos konstrukcijos virpesių dažnio sutapimo su nešančiuoju sraigtu. Teko skubiai tobulinti sraigtasparnio karkasą. Nuo to laiko konstrukcijos dinaminio standumo užtikrinimo problema pastoviai lydėjo Sikorskį. 1939 metų rugsėjo 14 dieną Igoris Sikorskis pakėlė VS-300 nuo žemės. Jau vėliau, 1943 metais, kai VS-300 buvo ruošiamas muziejui, Sikorskį paklausė, ką jis jautė pirmą kartą kildamas sraigtasparniu – pasitenkinimą ar nusivylimą. Konstruktoriaus atsakymas buvo paprastas – ir tai, ir tai. Žinoma, jis tikėjosi, kad sraigtasparnis pakils ir bus jam paklusnus, tačiau kaip ir turi būti – ne visos viltys išsipildo. Sraigtasparnis buvo sunkiai valdomas ir labai vibravo. Su jam būdingu jumoru Sikorskis pridūrė, kad jis pats drebėjo taip, kad jam rodėsi, jog žmonės vietoje sraigtasparnio mato išplaukusią dėmę. Perkrautai mašinai trūko variklio galios. Vos tik šoktelėjusi, po 2-3 sekundžių dribo ant žemės.

Pirmieji pakilimai prisirišus pagimdė pirmuosius konstrukcijos pakeitimus. Padidinus važiuoklės bazę pagerėjo pastovumas ant žemės, ant uodegos balkio buvo pritvirtinta aerodinaminė plokštuma, kuri nuėmė krūvį nuo vairuojančio sraigto. Kiek vėliau padidino važiuoklės provėžą, o nosyje pritvirtino balkį su centruojančiu kroviniu.
Pagal programą sraigtasparnis pakildavo vienai – dviem minutėms. Tačiau turėjo daug trūkumų, kuriems pašalinti prireikė šiek tiek laiko. Iš esmės buvo sukurta nauja modifikacija – ji buvo geriau valdoma ir 1940 metų gegužės mėnesį Igoris Sikorskis pakilo į orą, šįkart jo niekas nelaikė už virvių. Vėliau pabandė judėti. Iš pradžių bijodami apsiversti kaip ir 1939 metų gruodžio mėnesį mechanikai apsidrausdami laikė sraigtasparnį virvėmis. Dar vėliau, įgavus patirtį, ryžtosi laisvai skristi.
Sėkmė buvo tokia įspūdinga, kad Sikorskis pasiūlė armijai patobulintą VS-300 projektą – dvivietį sraigtasparnį VS-316. Jame buvo numatytas valdymas trimis vairavimo sraigtais. Tačiau 1940 metų liepos mėnesį kariuomenė pasirinko „Platt“ ir „Le Page“ išilginės schemos sraigtasparnį XR-1 (X – eksperimentinis, R-rotary – sraigtasparnis, 1 – pirmasis karinis kontraktas). Nepaisant to, kad valdžia neparėmė projekto, amerikiečių karo lakūnai nuo to laiko ėmė domėtis Sikorskio darbais. Papulkininkis F.Gregory tapo jo šalininku. Tam pasitarnavo pirmoji vieša VS-300 demonstracija 1940 metų gegužės mėnesį Bridgeport`e. Tada Sikorskis trumpai papasakojo sraigtasparnių statybos istoriją, supažindino su veikimu ir vėliau parodė, kaip jis skraido. Susirinkusiems tai paliko gilų įspūdį. Sraigtasparnis judėjo į viršų, į apačią, į šonus ir atgal, pakibdavo ore, sukosi vietoje. Tiesa, jis neskrido pirmyn. Į „United Aircraft“ prezidento klausimą, kodėl jis mato tik viršun, į šonus bei atgal skraidantį sraigtasparnį, Sikorskis atsakė: „Misteri Wilson, tai viena iš mažiau reikšmingų ir neišspręstų inžinerinių problemų“. Aišku, jis suprato visą „nereikšmingumo“ gylį. Vėliau Sikorskis su jumoru prisiminė: „Sraigtasparnis taip nenorėjo skristi pirmyn, kad mes manėme, jog

reikės pasukti piloto krėslą ir leisti skristi jam uodega į priekį“.
Vieša demonstracija baigėsi istoriniu įvykiu. Igoriui Sikorskiui buvo iškilmingai įteikta Sraigtasparnio piloto licenzija Nr. 1. Suprantama, kad tokios rūšies pažymėjimų tada dar nebuvo, todėl JAV Nacionalinės aeronautikos asociacijos valdininkams teko kruopščiai ištrinti iš sertifikato žodį „aeroplane“ ir pakeisti jį nauju „helicopter“. Didysis konstruktorius savo apdovanojimų kolekciją papildė dar vienu savo prioritetų įrodymu, ir eilinį kartą tapo „pirmuoju“.
1940 metų liepos mėnesį 65 a.g. „Lycoming“ buvo pakeistas 90 a.g. „Franklin“. Kaip ir anksčiau sraigtasparnis užtikrintai judėjo į šonus ir atgal, tačiau skrendant į priekį, kaip sakė Sikorskis, buvo nepažabotas. Netrukus išaiškėjo šio trūkumo priežastis. Nukreipiantieji sraigtai pakliūdavo į indukcinį nešančiojo sraigto srautą ir skrendanti 30-40 km/h greičiu mašina pasidarydavo nepastovi ir nevaldoma. Pakėlę nukreipiamuosius sraigtus ir pašalinę juos iš nešančiojo sraigto poveikio zonos pagerino sraigtasparnio charakteristikas skrendant į priekį. Dabar jis galėjo išvystyti didesnį greitį, o 1940 metų rugpjūčio 9 dieną nuskrido 250 metrų. Sikorskiui padedant, pirmasis iš lakūnų sraigtasparnį įvaldė F.Gregory. Jam ne iš karto pavyko pagauti skrydžio kryptį valdymo svirtimi, – aparatas kaskart mėgino siūbuoti. Po kiekvieno bandymo Gregory šluostėsi prakaitą nuo kaktos. Sikorskis ramino jį sakydamas, kad žodis „helicopter“ yra kilęs ne nuo „heli“ – sraigtas, o nuo „heel“ – svirti, krypti į šoną. Todėl nereikia nusiminti – aparatas tik pateisina savo pavadinimą. Nepaisant to, kai lakūnai sugebėjo „pažaboti mustangą“ ir gana greitai įsisavino oro rodeo.
Gregory susidomėjimas Sikorskio sraigtasparniu nebuvo vien smalsumas. Oro korpuso vadovybė pavedė jam atrinkti sraigtasparnių projektus kariuomenei. Netrukus Sikorskis gavo pinigus VS-316 kūrimui. Tai buvo dvivietis treniruočių aparatas, kuris galėjo būti panaudotas artilerijos koregavimui ir žvalgybai, taip pat ryšiams.
Vibracinių charakteristikų gerinimo tikslu vienos mentės VS-300 vairavimo sraigtai buvo pakeisti dvimenčiais. Tačiau kaip ir anksčiau skrisdamas sraigtasparnis drebėjo. 1940 metų spalio 10 dieną skrisdamas 30 km/h greičiu 4 metrų aukštyje dėl medžiagos nuovargio subyrėjo vienas iš horizontalių sraigtų. Sraigtasparnis pakrypo ir su trenksmu nukrito. Nesužalotas Sikorskis išlindo iš nuolaužų krūvos, pastovėjo kelias minutes ir pasakė: „Galvoju, kad dabar mes pasiųsim jį namo“.
Po mėnesio aparatas buvo atstatytas. Tuo pačiu sutvirtino uodegos vairavimo sraigtų konsoles, pagerindami vibracines charakteristikas ir pašalindami oro rezonanso atsiradimo galimybę.
Lapkričio mėnesį buvo atnaujinti skrydžiai, tačiau sraigtasparnis sunkiai judėjo pirmyn. Nešantysis sraigtas mažino dviejų horizontalių uodegos sraigtų efektyvumą. Dėl nepakankamo uodegos konsolių tvirtumo tęsėsi su oro rezonansu susijusios avarijos. Galop vasario pabaigoje skrendant sugedo ir nustojo veikti variklis. Krentant sulūžo abu vairavimo sraigtai. Naujasis variklis gautas tik balandžio mėnesį.
Nepaisant visų sunkumų tobulinant VS-300, 1941 metų pradžioje Sikorskio kompanijos veikla buvo deramai įvertinta. JAV KOP vadovybė nusprendė, kad neverta rizikuoti palaikant tik vieną „Platt – Le Page“ sraigtasparnį. Europoje ir Azijoje siautė karas. „Platt – Le Page“ nesėkmės atveju amerikiečių armija galėjo likti be sraigtasparnio. Todėl aukšti armijos valdininkai ėmė remti abiejų schemų sraigtasparnių kūrimo darbus ir išskyrė lėšas VS-316 (S-47), kuris armijoje vadintas XR-4 sukūrimui ir vieno prototipo statybai. XR-2 ir XR-3 indeksais pavadinti „Pitcarn“ ir „Callet“ firmų autožyrai.
Matydamas dideles artėjančio darbo apimtis ir ypatingą atsakomybę Sikorskis po kruopščios atrankos į darbą priėmė profesionalų lakūną – bandytoją. Juo tapo Charles Lester Morrice, draugų pavadintas „Les“. Dirbdamas Sikorskio firmoje daug padarė tobulinant pirmuosius sraigtasparnius.
1941 – ieji buvo VS-300 pasiekimų metai. Balandžio 15 dieną Sikorskis pasiekė Amerikos rekordą išsilaikydamas ore 1 valandą 5 minutes ir 14,5 sekundės. Po poros dienų šiam aparatui buvo uždėtos plūdės ir jis pakilo nuo vandens, o tūpė sausumoje. Tai buvo pirmasis pasaulyje sraigtasparnio – amfibijos skrydis. Gegužės 6 dieną Sikorskis su VS-300 pasiekė pasaulinį sraigtasparnių buvimo ore rekordą – 1 valanda 32 minutės 49 sekundės. Jis 15 minučių viršijo 1937 metais „Focke Achgelis Fa.61“ pasiektą rekordą. Vieno sraigto schema pradėjo užkariauti sau vietą po saule. Amerika išėjo į sraigtasparnių statybos lyderius.
Nors VS-300 rodė neblogus rezultatus, 1941 metų pradžioje išaiškėjo išilginės – skersinės schemos sraigtų valdymo sistemos neefektyvumas. Be to, buvo neužtikrintas dinamiškas tvirtumas.
Naujajame XR-4 nusprendė pastatyti nuokrypio automatą. Tačiau iš pradžių reikėjo patikrinti jį eksperimentiniame VS-300. Tam laikui nuokrypio automatas jau buvo pripažintas visame pasaulyje, sukaupta jo gamybos patirtis ir sukurta ekvivalentinio nešančiojo sraigto teorija, leidusi teisingai išsirinkti kinematiką. Pokrypio automato tobulinimas vyko visą 1941 metų pavasarį, ir tik birželio mėnesį prasidėjo bandymai. Dėl sunkumų pereinant į naują sistemą buvo priimti kompromisiniai sprendimai. Automatas buvo įrengtas skersinio valdymo kanale. Išilginis valdymas buvo daromas kaip ir anksčiau – horizontaliuoju vairavimo sraigtu.
1941 metų rugpjūčio mėnesį prasidėjo naujos konfigūracijos sraigtasparnio bandymai. Po kelių bandymo valandų paaiškėjo, kad naujoji schema atveria teisingą kelią efektyviam ir patikimam valdymui. Dviejų horizontalių valdymo sraigtų pakeitimas vienu pagerino vibracines charakteristikas. Tačiau horizontalus sraigtas išliko nešančiojo poveikio zonoje, todėl spalio mėnesį jo pilonas buvo patrauktas dar toliau, prie pat vertikalaus sraigto. Vertikalaus sraigto darbas buvo pripažintas idealiu. Jis pakankamai efektyviai atliko krypties vairo funkcijas. Subalansavus nešantįjį sraigtą, naujos konfigūracijos sraigtasparnis pasiekė 80 km/h greitį. Nuo tada bandymuose didesnis dėmesys buvo skiriamas konstrukcijos dalių dangų efektyvumui. Padaryta išvada, kad pageidautina, jog fiuzeliažas turėtų aptakias formas. VS-300 buvo „aprengtas padoriau“.
1941 metų spalio 2 dieną po daugelio sėkmingų bandymų S. Glucharevas nutupdė sraigtasparnį ir vairavo prie angaro. Tuo metu ir prasidėjo rezonansas – baisi pirmųjų sraigtasparnių nelaimė. Tačiau pilotas nepasimetė ir greitai pakėlė mašiną į orą, išjungė variklius ir nukrito iš trijų metrų aukščio. Taip jis išgelbėjo aparatą, nors ir sulaužė uodegos balkį.
1941 metų gruodžio 8 dieną VS-300 pakilo į dangų jau kitos – galutinės konfigūracijos. Šį kartą jį pilotavo Morrice. Sikorskis palydėjo jį šiais žodžiais: „Les, viską daryk ramiai ir neskubėdamas. Tu turi daug laiko. Ir visų svarbiausia – jei pajusi ką nors negero – sumažink apsukas ir tūpk. Tu gali padaryti grubią klaidą, net sulaužyti sraigtasparnį, bet tai vis dėlto geriau, nei prarasti kontrolę ten – aukštai“.
Šie skrydžiai įrodė gerą pavaldumą, tiesa, išliko rezonanso tendencijos ore ir žemėje. Rezonansas ore kildavo dėl nepakankamo fiuzeliažo kietumo. Dėl to kildavo nešančio sraigto virpėjimas sukimosi plokštumoje.
Gruodžio 12 dieną, praėjus 4 sekundėms po pakilimo, prasidėjo stiprus rezonansas. Morrice išlaikė savitvardą ir neleido jam stiprėti, po to sėkmingai nutūpė. Kai Sikorskis mentėse įrengė papildomus hidraulinius dempferius, rezonansas dingo Tai įvyko paskutinę 1941 metų dieną.
Susumavus praėjusių metų rezultatus, galima buvo konstatuoti, kad sraigtasparnis išbuvo ore 28 valandas 35 minutes, išbandytos trys visiškai skirtingos valdymo schemos, o paskutinė modifikacija suteikė daug vilčių.
Tokiu būdu Igoris Sikorskis ištobulino iki darbinės būsenos klasikinę vieno sraigto schemą, kurią dar prieš 30 metų pasiūlė kitas rusų konstruktorius B. Jurjevas.
Naujaisiais 1942 metais VS-300 daug kartų skrido sėkmingai. Buvo pasiektas artimas 100 km/val. greitis. Visus metus VS-300 buvo bandomas pagal plačios apimties tyrimų programą. Buvo tiriamas tiek kietai fiksuoto, tiek valdomo uodegos stabilizatoriaus efektyvumas. Tačiau tuo metu tokia balansavimo priemonė nebuvo deramai įvertinta, todėl pripažinta kaip neprivaloma.
Buvo optimizuota nosies gaubto forma. Be to, VS-300 buvo bandomas su vienos ir dviejų menčių nešančiais sraigtais. Nepaisant supaprastintos konstrukcijos, pastebėtos stiprios vibracijos. Dėl to nuspręsta palikti trijų menčių sraigtą.
Iš viso per VS-300 bandymus buvo atlikta 18 didelių ir keli šimtai mažų pataisymų. Buvo keli rimti remontai po patirtų avarijų. Dėl daugybės pakeitimų, keistos išorės, nepaklusnumo ir nevaldomumo pirmasis Sikorskio sraigtasparnis buvo pramintas „Igorio košmaru“.
Bandymų pabaigoje iš pradinių agregatų išliko tik piloto kėdė, centrinė fiuzeliažo dalis, kuro bakas ir pagrindinės važiuoklės ratai.
Maksimalaus paprastumo koncepcija visiškai pateisino save. 1943 metų pabaigoje VS-300 visiškai išsisėmė kaip eksperimentinis aparatas. Spalio mėnesį jis buvo perduotas Edisono instituto muziejui. Tam laikui jis buvo skraidęs 102 valandas 35 minutes. Sraigtasparnis tapo retu eksponatu.
VS-300 visam pasauliui įrodė klasikinės vieno sraigto schemos efektyvumą. Šiuo metu tai yra vyraujanti schema. Sikorskio pasiekimai buvo įspūdingi. Daugelis sraigtasparnių konstruktorių vėliau sėkmingai naudojo šią schemą. Ir nors sraigtasparnis netapo pirmuoju pilnai valdomu sraigtasparniu, tačiau jis atvėrė kelią į masinę gamybą.

Krylja Rodiny „Igorevskij košmar“

Taktinės – techninės charakteristikos
Nešančiojo sraigto diametras

8,53 m
Sraigtasparnio ilgis

8,90 m
Sraigtasparnio aukštis

2,90 m
Tuščio sraigtasparnio masė

368 kg
Maksimali atsiplėšimo masė

698 kg
Variklis

1 x Franklin
Variklio galia

90 a.g.
Didžiausias greitis

90 km/h

Rašykite komentarą

-->